Name: Alimentation Expérimentation Dispositif (FED): Construction et validation dun périphérique Open-source pour la mesure de la prise alimentaire chez les rongeurs (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 18 s
Description: Découvrez la construction du dispositif FED pour mesurer la prise alimentaire chez les souris en cage individuelle. Cet outil open-source synchronise les données en temps réel pour étudier les comportements alimentaires et l'obésité.

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Ce travail a été soutenu par le programme intra-muros de recherche du National Institutes of Health (NIH), l&#39;Institut national du diabète et des maladies digestives et rénales (NIDDK). Nous remercions la Section NIH Instrumentation et la Bibliothèque NIH pour l&#39;assistance avec l&#39;impression 3D.

NOTE: Ce protocole est écrit pour les composants spécifiquement nommés dans la Table des Matières. Bien que la fonctionnalité similaire peut être obtenu en utilisant un autre matériel, FED a été programmé pour le Pro microcontrôleur Arduino (désormais appelé: microcontrôleur) et accessoires listés. D&#39;autres microcontrôleurs peuvent fonctionner aussi bien, mais il faudra à l&#39;utilisateur de modifier le code pour les soutenir. l&#39;analyse des données hors ligne a été codée en utilisant le langage de programmation Python. 1. Préparation et installation du logiciel <ol><li> Procure composants électroniques nécessaires à la construction FED (voir le tableau 1 andFed Github BoM.xlxs à: https://github.com/KravitzLab/FED/tree/master/doc). REMARQUE: Les fournisseurs alternatifs peuvent être utilisés pour de nombreuses parties sur cette table, à condition qu&#39;ils aient des spécifications équivalentes. </li><li> Imprimer tous les composants 3D conçus (Figure 1, disponible à: https://github.com/KravitzLab/FED/wiki/3D-Printed-Components). imprimantes 3D avec un micron 200la résolution devrait être capable d&#39;imprimer FED. </li><li> Télécharger et installer la plate-forme environnement de développement intégré (IDE) pour programmer le microcontrôleur. </li><li> Télécharger et installer des bibliothèques supplémentaires pour activer la fonctionnalité de protection du moteur et enregistreur de données (disponible à l&#39;adresse: https://github.com/KravitzLab/fed/tree/master/fed-arduino). </li><li> Procure outils nécessaires pour l&#39; assemblage (par exemple un fer à souder, pistolet thermique, soudure, pince à dénuder, pinces à bec effilé, et les deux à tête plate et tournevis). </li></ol> 2. Composants électriques à souder REMARQUE: Utiliser un tube thermorétractable pour protéger tous les joints soudés. Avant les connexions à souder, faites glisser un morceau de tube de film rétractable (~ 2 cm) autour des tubes l&#39;un des fils. Après avoir soudé la connexion, centrer le tuyau sur le point de connexion et utiliser un pistolet à chaleur pour chauffer rétrécir le tube. <ol><li> Connecteurs Préparation (figure 2A) <ol><li> Préparer quatre paires de connecteurs JST à 2 broches etmarquer à la fois mâle et femelle côtés &quot;A&quot;, &quot;B&quot;, &quot;C&quot; et &quot;D&quot;, respectivement. Retirez le fil rouge des deux côtés du connecteur paire &quot;D&quot;. </li><li> Préparer une JST paire de connecteurs 3 broches et étiqueter la fois mâle et femelle côtés &quot;E&quot;. </li></ol></li><li> Microcontroller et empilables boucliers (figure 2B) <ol><li> Soudez embases empilables femelles avec des prises sur le côté supérieur du microcontrôleur. Couper le fil en saillie à partir des en-têtes sur le fond du micro-contrôleur. </li><li> Solder femelle en-têtes empilables avec des prises sur la face supérieure de l&#39;écran d&#39;enregistrement de données SD. Laisser en saillie fils en bas de l&#39;écran. </li><li> Souder les connecteurs mâles sur le flasque du moteur avec des broches faisant saillie à partir du fond. </li><li> Placer une pile de pièces de monnaie dans la fente du bouclier SD pour alimenter le module d&#39;horloge temps réel. </li></ol></li><li> Bouton externe de puissance (figure 2C) NOTE: Un verrouillage métallique touche has cinq connexions: puissance, sol, normalement fermé (NC1), normalement ouvert (NO1) et commun (C1). <ol><li> Soudez le connecteur 2 broches mâle &quot;A&quot; à C1 (utilisation fil rouge) et la terre (utiliser du fil noir). Thermorétractable toutes les connexions. </li><li> Soudez le 2 broches connecteur mâle &quot;B&quot; à + (utilisation de fil rouge) et NO1 (utiliser du fil noir). Thermorétractable toutes les connexions. </li></ol></li><li> Photointerrupter (figure 2D) <ol><li> Solder photoélectrique (la partie noire) au dévissage bord. </li><li> Soudez une résistance 4.7K à l&#39;avant de la carte d&#39;évasion. </li><li> Soudez le mâle 3 broches connecteur &quot;E&quot; à l&#39;arrière de la carte d&#39;évasion: fil rouge à PWR, fil vert à GND, et le fil blanc à SGL. </li><li> Coupez les fils lâches à l&#39;arrière de Photointerrupter éclater bord. </li></ol></li><li> Carte Boost (Figure 2F) <ol><li> Soudez le 2 broches connecteur femelle &quot;A&quot; à 5V et au sol broches de la carte de boost. </li><li> Soudez le fil noir de maconnecteur le &quot;D&quot; à la broche GND supplémentaire sur la carte de boost. </li></ol></li><li> Câble de sortie BNC ( en option: Figure 2F) <ol><li> Soudez le 2 broches connecteur &quot;C&quot; aux bornes d&#39;un câble BNC (fil rouge à la broche centrale, le fil noir à la broche à l&#39;extérieur). NOTE: Pour le montage, le connecteur 2 broches doit passer à travers l&#39;écrou sur le connecteur BNC. Nous utilisons un connecteur plus petit, ou raser sur le connecteur JST avec une lame de rasoir pour le faire rentrer. </li></ol></li><li> Bouclier moteur (Figure 2G) <ol><li> Tordre les fils rouge et noir du connecteur femelle &quot;B&quot; ensemble et soudure à V en. </li><li> Soudez le fil noir du connecteur femelle &quot;C&quot; à la broche de terre à côté de ARef, et le fil rouge de ce connecteur à la broche 3. </li><li> Soudez le fil noir du connecteur femelle &quot;D&quot; à la broche de terre à côté de V. </li><li> Soudez le fil vert du connecteur femelle &quot;E&quot; à la broche de terreà côté de 5V, le fil rouge de ce connecteur à 5V, et le fil blanc de ce connecteur à la broche 2. </li></ol></li></ol> 3. Logiciel Upload <ol><li> Connectez la carte d&#39;évasion FTDI aux broches de programmation du microcontrôleur, puis connectez FTDI carte opto à l&#39;ordinateur via un câble USB micro. </li><li> Ouvrez le programme IDE (environnement de développement intégré). </li><li> Sélectionnez la carte microcontrôleur correcte pour le téléchargement de logiciel via Outils&gt; menu déroulant Conseil. </li><li> Sélectionnez ATMega 328 (5V, 16MHz) par l&#39;intermédiaire du menu Outils&gt; Processeur. </li><li> Sélectionnez le port que le microcontrôleur est connecté à l&#39;aide d&#39;outils&gt; Port&gt; COM # (varie selon le port est actuellement en cours d&#39;utilisation). </li><li> Cliquez sur le bouton &quot;télécharger&quot; pour télécharger le croquis FED à la carte (disponible à l&#39;adresse: https://github.com/KravitzLab/fed/tree/master/fed-arduino). </li></ol> 4. Hardware Assemblée <ol><li> Moteur Stepper et mOtor bouclier (Figures 1C et 3A et 3B) <ol><li> Fixer le moteur pas à pas sur le 5V 3D imprimé support moteur avec deux n ° 6 x ¼ &quot;vis de tôlerie (figures 1C et 3A). </li><li> Insérez le disque en rotation dans le moteur monter et pousser vers le bas pour attacher solidement à l&#39; arbre de moteur pas à pas (figure 3B). </li><li> Twist sur les aliments imprimés 3D silo sur le support moteur assurant que le bras pellet niveleur est sur le trou dans le support du moteur. </li><li> Twist sur des morceaux connectés en haut (étapes 4.1.1 - 4.1.3) au sommet de la base imprimée, avec le moteur pas à pas positionnée vers l&#39;arrière de la base et le trou positionné à l&#39;avant. </li><li> Coupez le connecteur à 5 broches des fils du moteur pas à pas et la bande ~ 2 mm de l&#39;extrémité de chaque fil. </li><li> Connecter les fils de moteur pas à pas les borniers sur le bouclier du moteur: rouge à la terre, orange et rose à un port du moteur (par exemple, M1), et bleu et jaune à l&#39;autre mOtor le port (par exemple, M2). </li></ol></li><li> Bouton externe de puissance <ol><li> Retirer l&#39;écrou du bouton d&#39;alimentation et insérez le bouton d&#39;alimentation dans le trou dans le côté droit de la base. bouton sécurisé en place avec l&#39;écrou hexagonal. </li></ol></li><li> Photointerrupter (figure 3C) <ol><li> Placez le Photointerrupter dans son logement imprimé 3D. REMARQUE: utiliser un pistolet thermique pour chauffer le logement si le Photointerrupter ne repose pas tout le chemin dans. </li><li> Chaîne 3 broches connecteur mâle &quot;E&quot; de la photo-interrupteur (PWR, GND, et SGL) à travers le trou du milieu avant de la base imprimée 3D. </li><li> Fixer le boîtier dans la base FED avec deux vis 1 &quot;en nylon et des écrous correspondants. </li></ol></li><li> Câble de sortie BNC ( en option) <ol><li> Insérez le connecteur BNC dans le trou sur le côté gauche de la base FED. Fixez en place avec l&#39;écrou. </li><li> Si le connecteur BNC est pas utilisé, boucher le trou avec prise 3D imprimée. </li&gt; </ol></li><li> Batterie et planche de boost (Figure 3D) <ol><li> Branchez 3,7 V batterie au module de convertisseur élévateur continu / continu via la connexion JST à 2 broches. La LED bleue sur la carte Boost s&#39;allume si la batterie est chargée. </li></ol></li><li> Conseils de montage à l&#39; intérieur du boîtier (Figure 3E) <ol><li> Mont microcontrôleur à l&#39;intérieur de la base avec des connexions FTDI face à l&#39;interrupteur d&#39;alimentation, en utilisant # 4 x ¼ &quot;vis à tôle en acier. </li><li> Empilez bouclier moteur et l&#39;enregistrement de données bouclier sur le dessus du microcontroleur. </li><li> Vissez la carte Boost dans le cas en utilisant # 2 x ¼ &quot;vis à tôle en acier. Mont Boost avec la fente micro-SD vers le bas. FED peut être chargé par ce port sans ouvrir le boîtier. </li><li> Connecter les cinq connecteurs, &quot;A&quot; mâle &quot;A&quot; &quot;B&quot; femelle, mâle à femelle &quot;B&quot;, etc. </li><li> Placez la batterie à l&#39;intérieur de la base imprimée en 3D et à proximité en faisant glisser le couvercle arrière. </li&gt; <li> Faites glisser sur la plaque frontale 3D imprimée. </li></ol></li></ol> 5. Validation et acquisition de données NOTE: Avant la mise sous tension d&#39;un système FED, d&#39;assurer une carte SD est insérée sur le bouclier de SD, sinon FED ne distribue pas de pastilles. En outre, d&#39;assurer une alimentation cavalier sur le blindage du moteur (juste au-dessus du bloc d&#39;alimentation) est en place. <ol><li> Puissance sur le système FED avec le bouton d&#39;alimentation et le dispositif de test de fonctionnalité. <ol><li> Remplir le silo alimentaire avec 20 boulettes de nourriture mg avant d&#39;allumer. NOTE: L&#39;interrupteur d&#39;alimentation doit s&#39;allumer, de même que les LED sur le microcontrôleur, SD bouclier, et le bouclier du moteur. S&#39;il n&#39;y a pas le culot dans le puits, on doit dispenser. </li><li> Supprimez manuellement 5 - 10 pastilles de la nourriture bien et confirmer que le remplacement des granulés sont distribués. </li></ol></li><li> Retirez la carte SD et vérifier que les données ont été correctement connecté. Les données doivent être acquises dans une valeur séparées par des virgules (.csv) qui est nommé conformément à la vaFILENAME riable dans le code. </li><li> Placez l&#39;unité à l&#39;intérieur FED cadre expérimental, la mise sous tension, et veiller à ce qu&#39;une pastille est distribuée dans la nourriture bien. </li><li> Au cours de l&#39;acquisition de données, vérifier FED quotidiennement pour vérifier qu&#39;il fonctionne correctement en confirmant que la lumière LED sur le commutateur d&#39;alimentation est allumé (ce qui indique que la batterie est suffisamment chargée) et une pastille est assis dans la nourriture bien (indique qu&#39;il n&#39;y a pas de problèmes avec granulés de distribution). </li><li> Après l&#39;acquisition de données, récupérer la carte SD et l&#39;accès aux fichiers .csv. REMARQUE: les scripts d&#39;analyse pour les repas et les modes d&#39;alimentation sont disponibles sur: https://github.com/KravitzLab/fed. </li></ol>

<ol><li>Ellacott, K. L., Morton, G. J., Woods, S. C., Tso, P., Schwartz, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+feeding+behavior+in+laboratory+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metab%22%5BJournal%5D)">Assessment of feeding behavior in laboratory mice.</a> Cell Metab. 12 (1), 10-17 (2010).</li>
<li>Betley, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurons+for+hunger+and+thirst+transmit+a+negative-valence+teaching+signal%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Neurons for hunger and thirst transmit a negative-valence teaching signal.</a> Nature. 521 (7551), 180-185 (2015).</li>
<li>van den Heuvel, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuropeptide+Y+activity+in+the+nucleus+accumbens+modulates+feeding+behavior+and+neuronal+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Neuropeptide Y activity in the nucleus accumbens modulates feeding behavior and neuronal activity.</a> Biol Psychiatry. 77 (7), 633-641 (2015).</li>
<li>Cone, J. J., Roitman, J. D., Roitman, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ghrelin+regulates+phasic+dopamine+and+nucleus+accumbens+signaling+evoked+by+food-predictive+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Ghrelin regulates phasic dopamine and nucleus accumbens signaling evoked by food-predictive stimuli.</a> J Neurochem. 133 (6), 844-856 (2015).</li>
<li>Ulman, E. A., Compton, D., Kochanek, J. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1397713/">Measuring food and water intake in rats and mice.</a> ALN Mag. , 17-20 (2008).</li>
<li>Nguyen, K. P., O'Neal, T. J., Bolonduro, O. A., White, E., Kravitz, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feeding+Experimentation+Device+%28FED%29%3A+A+flexible+open-source+device+for+measuring+feeding+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Feeding Experimentation Device (FED): A flexible open-source device for measuring feeding behavior.</a> J Neurosci Methods. 267, 108-114 (2016).</li>
<li>Aguiar, P., Mendonca, L., Galhardo, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((OpenControl%3A+a+free+opensource+software+for+video+tracking+and+automated+control+of+behavioral+mazes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">OpenControl: a free opensource software for video tracking and automated control of behavioral mazes.</a> J Neurosci Methods. 166 (1), 66-72 (2007).</li>
<li>Devarakonda, K., Nguyen, K. P., Kravitz, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ROBucket%3A+A+low+cost+operant+chamber+based+on+the+Arduino+microcontroller%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Res+Methods%22%5BJournal%5D)">ROBucket: A low cost operant chamber based on the Arduino microcontroller.</a> Behav Res Methods. 48 (2), 503-509 (2016).</li>
<li>Hoffman, A. M., Song, J., Tuttle, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ELOPTA%3A+a+novel+microcontroller-based+operant+device%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Res+Methods%22%5BJournal%5D)">ELOPTA: a novel microcontroller-based operant device.</a> Behav Res Methods. 39 (4), 776-782 (2007).</li>
<li>Crall, J. D., Gravish, N., Mountcastle, A. M., Combes, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BEEtag%3A+A+Low-Cost%2C+Image-Based+Tracking+System+for+the+Study+of+Animal+Behavior+and+Locomotion%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">BEEtag: A Low-Cost, Image-Based Tracking System for the Study of Animal Behavior and Locomotion.</a> PLoS One. 10 (9), (2015).</li>
</ol>

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts, financier ou autre.

Le dispositif d&#39;alimentation de Expérimentation (FED) est un système de surveillance de la prise alimentaire flexible. Ici, nous décrivons des instructions détaillées sur la fabrication et le dépannage de l&#39;appareil, y compris l&#39;ensemble de la 3D du matériel imprimé, la soudure de composants électriques, et le téléchargement de croquis sur les microcontrôleurs. Bien qu&#39;il soit important de suivre toutes les étapes décrites dans le protocole attentivement, il y a des étapes critiques qui méritent une atte...

Avec la montée de l&#39; obésité mondiale au cours de la dernière partie du 20 e siècle, il y a un regain d&#39; attention sur les mécanismes sous - jacents d&#39; alimentation 1, 2, 3, 4. En règle générale, l&#39; apport alimentaire est pesé manuellement 5, ou avec des systèmes d&#39; alimentation disponibles dans le commerce. Les systèmes commerciaux sont excellents, mais offrent une flexibilité limitée à modifier leurs conceptions ou code. Ici, nous décrivons le dispositif d&#39; alimentation de Expérimentation (FED): un système d&#39;alimentation open-source pour la mesure de la prise alimentaire avec une résolution temporelle fine et une interférence humaine minimale 6. FED est alimenté par batterie et entièrement contenu dans un dossier imprimé 3D qui peut adapter à l&#39;intérieur de la cage de porte-colonie standard ou tout autre équipement scientifique. Dans son état d&#39;équilibre, FED fonctionne dans un mode de faible puissance avec une pastille de repos de la nourriture dans son food bien. La présence de la pastille est surveillée au moyen d&#39;un faisceau infrarouge. Lorsqu&#39;une souris enlève une pastille, un capteur de Photointerrupter envoie un signal au microcontrôleur et l&#39;horodatage est enregistré sur la carte embarquée Secure Digital (SD). En parallèle, un transistor à transistor logique (TTL) de sortie fournit un signal de sortie en temps réel de la récupération des granulés. Immédiatement après cet événement, le moteur tourne pour distribuer une autre pastille, et le système revient à son mode de faible puissance. En raison de sa nature open-source, FED peut être modifié et amélioré pour répondre aux besoins spécifiques de recherche. Par exemple, le code peut être facilement modifié pour limiter l&#39;alimentation à des moments précis de la journée, ou pour arrêter la distribution quand un certain nombre de pastilles a été atteint, sans nécessiter l&#39;intervention humaine. Ici, nous décrivons les instructions étape par étape pour la construction, la validation et l&#39;utilisation des FED pour mesurer la prise alimentaire chez la souris. Nous fournissons une liste de tous les composants pour construire un système. Surtout, pas ex avantpérience dans l&#39;électronique est nécessaire pour construire FED.

<table><tbody><tr><td>Electronics</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Adafruit Moteur/Stepper/Servo Shield pour Arduino v2 Kit - v2.3</td><td>Adafruit</td><td>1438</td><td>L’utilisation d’autres shields de moteur n’a pas été testée et nécessitera des modifications du code</td></tr><tr><td>Adafruit Shield d’enregistrement de données assemblé pour Arduino</td><td>Adafruit</td><td>1141</td><td>L’utilisation d’autres shields d’enregistrement de données n’a pas été testée et nécessitera des modifications du code</td></tr><tr><td>Chargeur PowerBoost 500</td><td>Adafruit</td><td>1944</td><td>D’autres cartes régulateurs de tension n’ont pas été testées, mais devraient fonctionner si elles ont des spécifications similaires</td></tr><tr><td>FTDI Friend + extras - v1.0</td><td>Adafruit</td><td>284</td><td>Toute connexion FTDI-USB fonctionnera</td></tr><tr><td>Moteur pas à pas à petite réduction - 5VDC 32-Step 1/16 Gearing</td><td>Adafruit</td><td>858</td><td>L’utilisation d’autres moteurs pas à pas n’a pas été testée</td></tr><tr><td>Arduino Pro 328 - 5V/16MHz</td><td>SparkFun</td><td>DEV-10915</td><td>D’autres cartes Arduino devraient fonctionner, bien qu’elles puissent nécessiter des modifications du code</td></tr><tr><td>Photo Interrupter - GP1A57HRJ00F</td><td>SparkFun</td><td>SEN-09299</td><td>D’autres photointerrupteurs fonctionneront, mais peuvent nécessiter des modifications de la conception 3D</td></tr><tr><td>SparkFun Photo Interrupter Breakout Board - GP1A57HRJ00F</td><td>SparkFun</td><td>BOB-09322</td><td>D’autres photointerrupteurs fonctionneront, mais peuvent nécessiter des modifications de la conception</td></tr> <tr><td>3DConnecteurs, vis et articles divers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>En-têtes d’empilage de bouclier pour Arduino (compatible R3)</td><td>Adafruit</td><td>85</td><td>Tout en-tête d’empilage indiquant qu’il est compatible Arduiono R3 fonctionnera</td></tr> Pack <tr><td>thermorétractable multicolore - 3/32 » + 1/8 » + 3/16</td>"<td>Adafruit</td><td>1649</td><td>N’importe quel thermorétractable fonctionnera</td></tr><tr><td>Ensemble de bobines de fil de raccordement - 22AWG Solid Core - 6x25ft</td><td>Adafruit</td><td>1311</td><td>N’importe quel fil fonctionnera</td></tr><tr><td>Batterie lithium-ion - 3.7V 4400 mAh</td><td>Adafruit</td><td>354</td><td>N’importe quelle batterie au lithium 3.7 V avec un connecteur JST fonctionnera&nbsp ;</td></tr><tr><td>Carte mémoire SD/MicroSD (8 Go SDHC)</td><td>Adafruit</td><td>1294</td><td>N’importe quelle carte SD fonctionnera</td></tr><tr><td>Prise de cloison BNC 50 Ohm (3/8 » D-Hole)</td><td>L-com</td><td>BAC70A</td><td>N’importe quelle cloison BNC fonctionnera</td></tr> Type <tr><td>316 Vis à tôle cruciforme en acier inoxydable de type 316, taille n° 6, longueur 1/4</td> » <td>McMaster-Carr</td><td>90184A120</td><td>Toutes les vis de cette spécification fonctionneront</td></tr><tr><td>Type 316 Vis à tôle cruciforme à tête cylindrique en acier inoxydable, taille n° 2, longueur 1/4</td> » <td>McMaster-Carr</td><td>91735A102</td><td>Toutes les vis de cette spécification fonctionneront</td></tr><tr><td>Vis à métaux fendue à tête plate à 100 degrés en nylon, filetage 4-40, longueur 1 »</td><td>McMaster-Carr</td><td>90241A253</td><td>Toutes les vis de cette spécification fonctionneront</td></tr><tr><td>Écrou hexagonal en nylon, 4-40 Taille du filetage</td><td>McMaster-Carr</td><td>94812A200</td><td>Tout écrou de cette spécification fonctionnera</td></tr><tr><td>Connecteur JST M F 200 mm 22AWG Câble filaire</td><td>NewEgg</td><td>9SIA27C3FY2876</td><td>N’importe quel connecteur à 2 broches fonctionnera pour cette connexion</td></tr><tr><td>Bouton-poussoir en métal - Verrouillage (16 mm, Rouge)</td><td>SparkFun</td><td>COM-11971</td><td>Tout bouton-poussoir ou interrupteur fonctionnera</td></tr><tr><td>Kit de résistance - 1/4 W</td><td>SparkFun</td><td>COM-10969</td><td>N’importe quelle résistance 1/4 W fonctionnera</td></tr></tbody></table>

alimentation expérimentation dispositif (fed): construction et validation d&#39;un périphérique open-source pour la mesure de la prise alimentaire chez les rongeurs

Feeding Experimentation Device (FED): Construction and Validation of an Open-source Device for Measuring Food Intake in Rodents

Les mesures de l’apport alimentaire sont essentielles pour de nombreuses études de recherche. Nous fournissons ici une description détaillée d’une nouvelle solution pour mesurer l’ingestion alimentaire chez la souris : le dispositif d’expérimentation alimentaire (FED). FED est un système open source qui a été conçu pour faciliter la flexibilité dans les études sur l’apport alimentaire. En raison de sa conception compacte et alimentée par batterie, FED peut être placé dans des cages domestiques standard ou d’autres équipements expérimentaux. Les mesures de l’ingestion alimentaire peuvent également être synchronisées avec d’autres équipements en temps réel via la sortie numérique TTL (Transistor-Transistor Logic) de FED, ou en traitement post-acquisition, car FED horodate chaque événement avec une horloge en temps réel. Lorsqu’il est utilisé, un granulé alimentaire se trouve dans le puits alimentaire de FED où il est surveillé par un faisceau infrarouge. Lorsque la pastille est retirée par la souris, la FED consigne l’horodatage sur sa carte numérique sécurisée (SD) interne et distribue une autre pastille. La FED peut fonctionner jusqu’à 5 jours avant qu’il ne soit nécessaire de charger la batterie et de remplir la trémie à granulés, minimisant ainsi les interférences humaines dans la collecte des données. L’assemblage de FED nécessite une formation minimale en ingénierie, et les matériaux et l’électronique prêts à l’emploi ont été priorisés dans sa construction. Nous fournissons également des scripts pour l’analyse de l’apport alimentaire et des habitudes alimentaires. Enfin, FED est open-source et tous les fichiers de conception et de construction sont en ligne, afin de faciliter les modifications et améliorations par d’autres chercheurs.

Des tests de validation impliquant l&#39;utilisation d&#39;animaux ont été examinés et approuvés par le Comité des soins et l&#39;utilisation des animaux à l&#39;Institut national du diabète et des maladies digestives et rénales. Pour démontrer l&#39;utilisation du FED pour la mesure de cage d&#39; alimentation, femelle adulte C57BL / 6 (n = 4) ont été logés individuellement avec accès ad libitum à l&#39; eau et nourriture de laboratoire standard sous un cycle 12/12 h l...

Feeding Experimentation Device (FED) est un dispositif open-source pour mesurer l’ingestion alimentaire chez la souris. FED peut également synchroniser les mesures de l’ingestion alimentaire avec d’autres techniques via une sortie numérique en temps réel. Ici, nous fournissons un tutoriel étape par étape pour la construction, la validation et l’utilisation de FED.

Alimentation Expérimentation Dispositif (FED): Construction et validation d&#39;un périphérique Open-source pour la mesure de la prise alimentaire chez les rongeurs

Food intake measurements are essential for many research studies. Here, we provide a detailed description of a novel solution for measuring food intake in ...

L'objectif général du dispositif d'expérimentation alimentaire est de créer un dispositif open source capable de mesurer l'ingestion alimentaire chez la souris dans un environnement de cage domestique. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans les domaines de l'alimentation et de l'obésité, notamment à savoir si des circuits neuronaux spécifiques peuvent induire différents profils d'ingestion alimentaire. Le principal avantage de cette technique réside dans son caractère open source et sa compatibilité avec la cage domestique.Il permet de mesurer l'ingestion alimentaire sans équipement spécialisé ni cage particulière. Nous avons eu l'idée de cette méthode lorsque nous pesions manuellement l'ingestion alimentaire d'un grand nombre de souris. Cette procédure était longue et sujette à des erreurs.La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle, car les étapes de fabrication peuvent être difficiles à apprendre. Commencez par préparer quatre paires de connecteurs à deux broches et étiquetez les côtés mâles et femelles A, B, C et D respectivement, puis retirez le fil rouge des deux côtés de la paire de connecteurs D. Préparez ensuite une paire de connecteurs à trois broches et étiquetez les côtés mâles et femelles E. Soudez des connecteurs femelles empilables avec douilles sur le côté supérieur du microcontrôleur. Coupe les fils dépassants des connecteurs sur la face inférieure du microcontrôleur, puis reliez les connecteurs femelles empilables avec douilles au-dessus du module de journalisation de données numérique sécurisé, ou SD.Laisser des fils dépassants au bas du blindage. S'ils existent, relier par des cavaliers les pastilles SCL, SDA, MOSI, MISO et SCK situées au bas du shield SD. Si elles ne sont pas présentes, ignorer cette étape.Ensuite, fixez des connecteurs mâles sur le bouclier moteur avec des broches sortant par le bas. Soudez les connecteurs sur le bouclier moteur. Assurez-vous que le cavalier VIN est bien en place au-dessus du bloc d'alimentation sur le bouclier moteur.Insérez une pile au lithium de trois volts dans le module SD. Pour assembler le bouton d’alimentation, soudez le connecteur mâle à deux broches A à C1 à l’aide d’un fil rouge, et A à la masse à l’aide d’un fil noir, ainsi que B au positif avec un fil rouge et B à NO1 avec un fil noir. Isoler toutes les connexions avec des manchons thermorétractables.Soudez le photo-interrupteur et une résistance de 4,7 K sur la carte d'extension. Coupe les fils dépassants à l'arrière de la carte d'extension du photo-interrupteur. Fixez le connecteur mâle à trois broches E à l'arrière de la carte d'extension, le fil rouge vers PWR, le fil vert vers GND et le fil blanc vers SIG, puis soudez le connecteur femelle à deux broches A aux broches 5 V et de masse sur la carte d'extension, ainsi que le fil noir du connecteur mâle D à la broche GND supplémentaire sur la carte d'extension.Ensuite, reliez le connecteur à deux broches C aux bornes d'un jack BNC en plaçant le fil rouge sur la broche centrale et le fil noir sur la broche extérieure. Assemblez le blindage moteur en torsadant ensemble les fils rouge et noir du connecteur femelle B, puis soudez-les à VIN. Enfin, soudez ce qui suit.Un, le fil noir du connecteur femelle C à la broche de masse à côté de AREF et le fil rouge de ce connecteur à la broche trois. Deux, le fil noir du connecteur femelle D à la broche de masse à côté de VIN, et trois, le fil vert du connecteur femelle E à la broche de masse à côté de 5 V, le fil rouge de ce connecteur à 5 V, et le fil blanc de ce connecteur à la broche deux. Commencez par relier la carte d'extension FTDI aux broches de programmation du microcontrôleur, puis connectez la carte d'extension FTDI à l'ordinateur à l'aide d'un câble micro USB.Dans le logiciel, cliquez sur le bouton de téléchargement pour envoyer le dispositif d'expérimentation alimentaire, ou le croquis FED, à la carte d'extension. Ensuite, fixez solidement le moteur pas à pas de cinq volts sur le support de moteur imprimé en 3D à l'aide de deux vis à tôle de taille 6, un quart de pouce, puis insérez le disque tournant dans le support de moteur et appuyez fermement pour l'attacher de façon sécurisée à l'arbre du moteur pas à pas. Vissez le silo à nourriture imprimé en 3D sur le support de moteur, en veillant à ce que le bras de nivellement des granulés soit positionné au-dessus du trou dans le support de moteur.Ensuite, vissez les pièces nouvellement assemblées sur le dessus de la base imprimée, en orientant le moteur pas à pas vers l'arrière de la base et en plaçant le trou à l'avant. Coupez le connecteur à cinq broches des fils du moteur pas à pas et dénudez environ deux millimètres à l'extrémité de chaque fil, puis reliez les fils du moteur pas à pas aux connecteurs à bornes du module moteur : le fil rouge à la masse, les fils orange et rose à un port moteur, et les fils bleu et jaune à l'autre port moteur. Ensuite, retirez le filet du bouton d'alimentation et insérez le bouton d'alimentation dans le trou situé sur le côté droit de la base.Fixer le bouton en place à l'aide d'un écrou hexagonal. Placer l'interrompeur photoélectrique dans son logement imprimé en 3D et fixer le logement à la base du FED à l'aide de deux vis en nylon d'un pouce et des écrous correspondants. Ensuite, insérer le connecteur BNC dans le trou situé sur le côté gauche de la base du FED.Fixez en place avec l'écrou, puis reliez un bloc-batterie de 3,7 volts au module convertisseur DC-DC élévateur par l'intermédiaire de la connexion à deux broches. Vissez la carte élévatrice dans le boîtier à l'aide de vis en acier de taille 2, un quart de pouce, pour tôles, puis fixez le microcontrôleur à l'intérieur de la base en orientant les connexions FTDI vers l'interrupteur d'alimentation à l'aide de vis en acier de taille 4, un quart de pouce, pour tôles. Empilez ensuite le bouclier moteur et le bouclier d'enregistrement des données au-dessus du microcontrôleur. Montez la carte élévatrice en orientant la fente microSD vers le bas.Enfin, reliez les cinq connecteurs, mâle A à femelle A, mâle B à femelle B, et ainsi de suite. Placez la batterie à l'intérieur de la base imprimée en 3D, faites glisser les couvercles avant et arrière sur le FED, remplissez le réservoir avec des granulés et placez le couvercle sur le réservoir. Une fois l'assemblage terminé, insérez une carte SD dans le module d'enregistrement de données, allumez le système FED à l'aide du bouton-poussoir d'alimentation et testez le bon fonctionnement de l'appareil.Retirer manuellement cinq à 10 pastilles du puits d’alimentation et vérifier que des pastilles de remplacement sont distribuées. Enfin, retirer la carte SD et s’assurer que les données ont été enregistrées correctement. Après une période d’acclimatation d’une semaine, le distributeur d’aliments a été retiré et remplacé par un FED pour cinq jours de tests de validation.La récupération des granulés pour chaque souris montre une alimentation continue tout au long de la période de test de validation, avec une rythmicité circadienne clairement visible. Pour quantifier la précision du FED, chaque système FED a reçu 1 000 granulés pendant la période de test de validation. Le FED enregistre 95 % des granulés sur la carte SD.Une fois maîtrisée, chaque FED peut être construite en environ deux à trois heures. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment monter un FED et valider son utilisation. En raison de son caractère open source, des fonctionnalités supplémentaires, telles que le comportement opérant, peuvent être ajoutées au FED afin de répondre à d'autres questions.

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